자기장 – 포스코뉴스룸

지구가 왜 ‘철의 행성’이에요?

posconews — Mon, 28 Oct 2019 15:30:20 +0000

STEEL Talk에서는 STEEL(철강)은 물론 Science, Technology, Energy, Environment and Life에 대한 궁금증과 호기심을 재미있는 이야기로 풀어드립니다.

지구가 철(Fe)의 행성이라, 아빠께서 일리 있는 말씀을 해주셨네요. 우리가 사는 지구는 약 46억 년 전에 탄생했다고 해요. 우주에는 가스와 먼지 같은 것들이 떠돌아다니는데, 암석이나 금속 덩어리로 이뤄진 조그만 미행성들이 서로 충돌하고 합쳐지면서 지구가 만들어졌다고 해요. 그 당시 지구는 뜨거운 마그마 상태였는데, 차차 식으면서 무거운 철과 니켈 성분이 지구 중심으로 가라앉고, 가벼운 암석 성분이 표면으로 떠오르면서 지각(땅)이 되었지요.

많은 연구를 통해 알려진 지구 탄생기이지만, 그 누구도 본 적은 없기 때문에 유력한 가설일 뿐이기는 합니다. 하지만 정말 확실한 건, 철은 지구가 탄생하는 그 순간부터 지구와 함께하고 있었고, 지구에 뿌리내린 인류의 문명에 지대한 영향을 끼쳤다는 사실이랍니다. 그럼 지금부터 자세하게 살펴볼까요?

l 3천 년 넘게 인류 문명을 발전시킨 철

인류는 석기시대와 청동기시대를 거쳐 ‘철기시대(Iron Age)’를 맞게 됩니다. 철은 청동보다 단단하고 자연에서 쉽게 구할 수 있어 도구를 만들기 적합했죠. 인류가 철을 제일 처음 사용한 건 기원전 4000년경 이집트에서 만든 철제 구슬이고, 그 후 기원전 1000년경 본격적으로 철기시대의 막이 올랐어요. 여러분, 혹시 지금은 무슨 시대인지 아시나요? 놀랍게도 우리는 아직 철기시대를 살고 있답니다. 무려 3000년이 넘는 시간 동안 말이죠!

철기시대 이전의 인류는 땅을 파서 움집을 만들거나, 자연에 있는 돌을 부수고 깎아서 고인돌이나 피라미드를 지었어요. 하지만 문명이 발전하여 철기시대에 들어서면서 우리는 철을 사용해 건물을 짓게 됩니다. 단단한 철은 우리의 삶의 공간을 튼튼하게 만들어준다는 걸 깨달았기 때문이에요. 옛날에는 건물을 지을 때 사용된 주재료가 돌과 벽돌, 나무였기 때문에 건물을 높게 지으면 건물이 그 자체의 무게를 지탱하지 못해 무너질 위험이 높았어요. 하지만 철이 건축의 주요 소재로 등장하면서 고층 건물을 짓는 것이 가능해졌습니다. 튼튼한 철 기둥이 높은 건물의 무게를 지탱할 수 있게 된 거죠.

▲ 우리나라에서 가장 높은 롯데월드타워! 포스코의 강판이 사용되었어요.

한국에서 1번째, 세계에서 5번째로 높은 잠실 롯데월드타워에 가보셨나요? 이런 초고층 빌딩을 지으려면 매우 강하고 질긴 철이 필요합니다. 높이 555m의 롯데월드타워에는 포스코가 자체 개발한 최신 고성능 열가공 고장력강판 등이 사용되었습니다. 튼튼한 철 덕분에 높고 멋진 건축물이 탄생할 수 있었죠. 이렇게 철은 건설의 주역으로서 도시를 안전하고 편리하게 만들어주고 있습니다. 또 우리가 매일 타는 버스와 자동차, 매일 밥을 먹는 주방의 프라이팬과 수저에도 철이 있죠.

l 철 덕분에 두 발 뻗고 잔다!

우리 지구에서 가장 큰 질량을 차지하는 원소가 무엇일까요? 바로 철(Fe)이랍니다. 지구의 무게 중 35%나 차지하고 있거든요. 그런데 아무리 주위를 둘러봐도 철이 35%나 될 것 같진 않아요. 그 많은 게 다 어디 있냐고요? 바로 우리 눈에 보이지 않는 땅 아래, 지구의 중앙부인 ‘핵’에 들어 있어요. 아까 지구의 탄생 순간에서 이야기한 것처럼, 철은 무거운 물질이어서 핵에 가라앉아 있답니다.

핵 속의 철은 어떤 임무를 할까요? 바로 ‘자기장’을 만듭니다. 방향을 모를 때 나침반의 N극과 S극을 확인하죠? 이건 지구에 ‘자기장’이 형성돼 있기 때문이에요. 자기장은 철이나 니켈처럼 전도성이 강하고 자성을 띤 물질이 자기력을 만들어내서 생긴 거예요. 지구 내부의 핵에 들어 있는 액체 상태의 철은 지구가 빙글빙글 자전할 때 회전하면서 자기장을 만듭니다.

지구 자기장이 있기 때문에 우리는 나침반도 쓸 수 있고요, 멋진 오로라도 볼 수 있어요. 그리고 태양이 쏘아 보내는 입자와 자기 등 강력한 에너지(태양풍)를 막아 지구를 보호해 줍니다. 자기장이 없었다면, 철이 없었다면 지구는 금성처럼 생물체가 살지 못하는 행성이 되었을 거예요. 그러니까 오늘날 우리가 이 땅에 발붙이고 살 수 있는 거죠!

이 정도면 우리별 지구를 ‘철의 행성’으로 불러도 되겠지요? 우리는 지구의 주인이니, 꼭 기억해두세요! 그럼 다음 시간에 다른 이야기로 찾아올게요. 안녕~! (*•̀ᴗ•́*)و ̑̑

* 도움말 주신 분: 포스코 기술연구원 최응수 수석연구원

세계 오로라 명소 추천! 천상의 커튼, 오로라에 철이 미치는 영향은?

posconews — Thu, 16 Nov 2017 07:00:00 +0000

기온이 떨어지면서 이제 본격적으로 겨울에 접어들었습니다. 찬 바람이 불면서 따뜻한 남쪽 나라로 여행을 떠나볼까 생각하시는 분들도 있으실 텐데요. 이번 겨울에는 그보다 더 특별한 경험을 해볼 수 있는 북쪽으로 떠나보는 건 어떨까요?

특히 이맘때면 북유럽 지역과 캐나다에는 ‘오로라 헌팅’을 위해 찾아오는 사람들이 많다고 하는데요. 자연이 선물하는 특별한 경험! 오로라 역시 철 덕분에 생긴다는 사실, 아셨나요? 오늘 스틸캐스트를 통해 오로라가 생기는 이유부터 세계 오로라 명소까지 정리해봅니다. 바로 보시죠!

태양과 지구가 선물한 아름다운 현상, 오로라!

△ 이미지 출처 – 픽사베이

실크로 만든 형형색색의 커튼처럼 보이는 오로라! 찬 공기가 가득한 북극의 밤하늘을 아름답게 만들어 주는 존재인데요. 특히 오로라는 생애 꼭 해봐야 할 일을 정리하는 버킷리스트에서도 늘 빠지지 않는 항목 중 하나로, 최근 여행 프로그램 등에서 소개되면서 많은 사람들의 관심을 받고 있고, 실제로 오로라를 보기 위해 떠나는 분들도 늘어나고 있습니다.

오로라는 태양에서 지구로 불어오는 ‘태양풍’에 의해 생기는 현상입니다. 태양에서 방출되는 플라스마의 일부가 지구의 자기장에 이끌려서 대기권으로 진입하게 되고, 공기와 만나면서 반응을 일으켜 빛을 내는 것이 바로 오로라인데요.

△ 이미지 출처 – 픽사베이

오로라 현상을 만드는데 핵심적인 역할을 하는 부분은 바로 지구의 ‘외핵’입니다. 우리가 살고 있는 지구는 지각과 맨틀, 그리고 외핵과 내핵으로 이루어져 있다는 사실을 모두 배운 적이 있으실 텐데요. 그중에서도 외핵은 지표면으로부터 약 2,900km에서 5,100km까지 들어간 부분으로 액체 상태로 존재한다고 알려져 있습니다.

특히, 외핵의 구성 성분은 대부분 철과 약간의 니켈로 구성이 되어 있는데요. ‘액체 상태의 금속’이라는 점을 주목해볼 만합니다. 지구 내부에 존재하는 거대한 액체 상태의 철은 지구의 자전에 영향을 받으며 계속해서 움직이면서 자기장을 발생시키는데요. 그 이유로 태양의 플라스마를 끌고 와서 오로라를 만들게 되는 것이죠.

오로라를 쫓는 여행, 오로라 헌팅은?

이렇게 지구 내부 안에 있는 철과 그로 인해 발생하는 자성 때문에 볼 수 있는 오로라! 보통 오로라를 찾아 떠나는 여행을 ‘오로라 헌팅(Aurora hunting)’이라고 부르는데요.

오로라는 365일 아무 곳에서나 볼 수 있는 것이 아니고, 북위 60도 이상의 지역에서만 관찰이 가능합니다. 또한 태양의 활동과 지구의 자기장, 그리고 날씨와 같은 다양한 요소에 영향을 받기 때문에, 행운이 따라야만 볼 수 있다고 알려져 있죠.

그럼 언제 오로라를 보러 가는 것이 좋을까요? 바로 밤이 긴 12월부터 2월 사이가 가장 좋다고 하는데요. 여름 시즌에도 물론 오로라 현상은 일어나지만, 극지방에는 해가 지지 않아 어두워지지 않는 백야 현상이 있어 오로라를 보기가 힘들기 때문입니다.

오로라를 관찰할 수 있는 지역은 ‘오로라 오발(Aurora Oval)’이라고 부르기도 하는데요. 주로 북극과 가까운 지역으로, 아이슬란드, 캐나다의 옐로나이프, 노르웨이의 트롬소 등이 있습니다.

버킷리스트에 추가하고 싶은 오로라 명소 BEST 3

캐나다, 옐로나이프(YellowKnife)

△ 이미지 출처 – 플리커 / 옐로나이프

대표적인 오로라 오발 지역으로 캐나다의 옐로나이프(YellowKnife)가 있습니다. 옐로나이프는 캐나다 북서부에 위치한 도시로, 주변이 평지 지형이라 오로라 관측에 방해되지 않아 오로라를 볼 수 있는 확률이 높은 것으로 유명한데요. NASA가 선정한 세계에서 오로라를 가장 잘 볼 수 있는 곳이기도 하죠.

옐로나이프는 8월부터 4월 사이가 오로라를 관측하기 가장 좋은 시기로 알려져 있는데요. (다만, 10월부터 11월 중순까지는 날씨의 변덕이 심하기 때문에 오로라 관측이 어렵다고 하니 참고하시길 바랍니다.) 오로라 오발 지역으로 유명하기 때문에 옐로나이프에는 ‘오로라 빌리지’ 등 다양한 오로라 투어 회사가 있는데요. 오로라 관측에 필요한 다양한 서비스들을 제공하기 때문에 보다 편하게 오로라를 관측할 수 있다고 하니 참고하시면 좋을 듯하네요!

아이슬란드, 레이캬비크(Reykjavik)

△ 이미지 출처 – 플리커 / 아이슬란드

여행 프로그램 ‘꽃보다 청춘’에 소개되어 국내에서도 큰 인기를 모았던 아이슬란드의 ‘레이캬비크(Reykjavik)는 아이슬란드의 수도이자, 오로라를 가장 잘 볼 수 있는 도시 중 하나인데요. 북위 64도에 위치하여 11월부터 3월까지가 오로라 관측의 최적의 시기로 알려져 있습니다.

아이슬란드는 오로라 관측 외에도 빙하나 온천 등 다양한 볼거리와 즐길 거리가 있다는 점이 특징인데요. 세계 5대 온천 중 하나인 블루라군과 빙하 호수인 요쿨랑롱 등이 있습니다. 낮에는 온천과 관광을 즐기고 밤이 되면 오로라 투어를 즐겨보는 것도 좋겠죠. 다만 오로라를 볼 수 있는 기회는 복불복이라는 점, 잊지 마세요!

노르웨이, 트롬소(Tromso)

△ 이미지 출처 – 픽사베이 / 노르웨이 트롬소

마지막으로 소개할 오로라 명소는 노르웨이의 트롬소(Tromso)입니다. 노르웨이 북부에 위치한 트롬소는 북위 69도에 위치하고 있어 오로라를 잘 볼 수 있는 오로라 오발 지역 중 한 곳이죠. 이곳엔 오로라 연구소가 위치하고 있기도 합니다.

트롬소에서는 5월 말부터 약 2개월 동안 한밤중에도 태양을 볼 수 있는 백야 현상이 있기 때문에, 주로 겨울에 방문하는 것이 오로라를 잘 관측할 수 있는데요. 200일 이상 오로라를 볼 수 있어 오로라 헌팅을 성공할 확률이 높은 곳입니다. 때문에 다양한 오로라 투어들이 있고, 행운이 있으면 시내에서도 오로라를 볼 수 있을 때가 있다고 하네요. 특히 트롬소는 난류에 영향으로 겨울철에도 많이 춥지 않기 때문에 다른 지역에 비해 따뜻한 곳에서 오로라를 볼 수 있는 장점이 있습니다.

스틸캐스트와 함께 알아본

오로라의 발생 원인부터 세계 오로라 명소까지!

어떠셨나요?^^

올 겨울이 아니더라도

아름다운 천상의 커튼, 오로라를 잡으러 꼭 떠나보시길 바랍니다!